設(shè)計(jì)技術(shù)煤炭工程2006年第11期大型水煤漿廠的球磨機(jī)選型設(shè)計(jì)曾鳴,徐志強(qiáng),孫宗岳,張榮曾中國礦業(yè)大敩北京)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,北京100083)摘要:針對目前國內(nèi)規(guī)模最大1.5Mt/a)的南海潔能燃料有限公司水煤漿廠的設(shè)計(jì),介紹了Φ3.8×12m水煤漿專用球曆機(jī)的選型依據(jù)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及投料試生產(chǎn),試生產(chǎn)結(jié)果表明磨機(jī)選型合理,生產(chǎn)的水煤漿質(zhì)量指標(biāo)與預(yù)測值相符;南海水煤漿廠的建成投產(chǎn),標(biāo)志著我國水煤漿廠向大型化發(fā)展邁上了一個(gè)新臺階關(guān)鍵詞∶水煤漿廠;大型化;球磨機(jī)中圖分類號:TQ172.6*32文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:1671-09592006)11002204水煤漿是20世紀(jì)70年代世界石油危機(jī)后興起的一種250υh,工程項(xiàng)目采取一次性總體設(shè)計(jì),分兩期實(shí)施,每期生以煤代油的新型煤基流體燃料,它可以像油一樣泵送、霧產(chǎn)能力0.75M/a。年工作6)h,每日24h,三班生產(chǎn)。若調(diào)化、貯存及穩(wěn)定著火燃燒。我國以煤炭為基礎(chǔ)能源,煤炭整工作制度和工藝條件后,最終制漿能力可達(dá)到2.OM′a占我國已探明化石能源儲量的92.8%,在一次能源消費(fèi)結(jié)1.2原料煤來源及煤質(zhì)資料構(gòu)中,煤炭約占π0%左右,而石油資源則相對短缺,以煤經(jīng)過實(shí)地調(diào)研、方案比選以及成漿性試驗(yàn)結(jié)果等綜合代油是我國的一項(xiàng)長期國策。從1993年開始,中國就進(jìn)入因素比較,確定選用山東兗州礦業(yè)集團(tuán)公司所屬礦和選煤了石油凈進(jìn)口國的行列,而且進(jìn)口量與日俱增,到203年廠作為本工程制漿原料煤供應(yīng)基地。根據(jù)業(yè)主建議,并經(jīng)已成為世界第二大石油進(jìn)囗國,當(dāng)年進(jìn)口石油9000萬。可行性研究論證,確定南海潔能燃料有限公司水煤漿制備近年來,由于國內(nèi)外市場油價(jià)飚升,燃油電廠面臨發(fā)電成原料煤為山東省兗州礦區(qū)的2號水洗精煤。該精煤的煤質(zhì)本大幅度提高的困境,為了降低成本,一些燃油電廠開始分析委托國家煤炭質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心其結(jié)果見表1。改燒水煤漿。廣東龍光集團(tuán)南海發(fā)電一廠經(jīng)過深入調(diào)研,決定將該廠兩臺670/h燃油鍋爐改燒水煤漿,并配套建設(shè)1.3水煤漿的質(zhì)量指標(biāo)年產(chǎn)150~200萬t的南海潔能燃料有限公司水煤漿廠。煤漿干基重量濃度:67%±1%粒度上限300μm,-75um含量80%~85%1設(shè)計(jì)要求煤漿表觀粘度:1200±200mPas(剪切率100s-和1.1廠型及工作制度5℃時(shí))水煤漿制備廠設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力15Ma,小時(shí)制漿能力為無硬沉淀的穩(wěn)定期:一個(gè)月以上。表1兗州2號精煤的煤質(zhì)分析水分/%灰分/%揮發(fā)份/%圍定碳/%全硫分/%發(fā)熱量/MJkg-1可磨性指數(shù)2球磨機(jī)的選型設(shè)計(jì)圖1所示。制漿專用球磨機(jī)的生產(chǎn)能力因入磨的原料煤粒度組成球曆機(jī)是制漿生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備。球磨機(jī)的選擇將對制煤的可黁性指數(shù)、霈要得到的產(chǎn)品細(xì)度、磨礦濃度及煤漿漿工藝和生產(chǎn)系列的確定、制漿廠的實(shí)際生產(chǎn)能力、工程的流變性等不同而有相當(dāng)大的差別。由中國礦業(yè)大學(xué)北投資產(chǎn)生較大的影響。根據(jù)可行性研究報(bào)告的論證,以及京)與江陰市亞特機(jī)械制造有限公司合作開發(fā)研制的水煤漿兗州2號水洗精煤成漿性試驗(yàn)的初步結(jié)果,確定采用一段專用球磨機(jī)和有183×8m42.4×8或8.5、9m及曆機(jī)高濃度曆礦制漿工藝,該廠制漿生產(chǎn)工藝流程框圖如Φ3.0中國煤化工已分別為棗莊八-、大同CNMHG收稿日期:2005-12-22作者簡介:曾呶(1957-),男,四川內(nèi)江人,工學(xué)博士,副教授,現(xiàn)在中國礦業(yè)大敩(北京)化學(xué)與環(huán)境工程掌院從事礦物加工的教學(xué)科研工作。206年第11期煤炭工程設(shè)計(jì)技術(shù)匯海、邢臺東龐、白楊河電廠、勝利油田、茂名熱電廠等置8臺Φ3.0×1lm磨機(jī)。即使不受工業(yè)場地限制,這樣大水煤漿廠所采用。對于l.5Mt/a的南海潔能燃料有限公司規(guī)模的水煤漿廠布置8臺小規(guī)格磨機(jī)也不合理。因此,我水煤漿廠而言,其單系統(tǒng)生產(chǎn)規(guī)模為國內(nèi)最大,如果選用們應(yīng)以南海水煤漿廠的建設(shè)為契機(jī),有必要開發(fā)研制更大現(xiàn)有最大規(guī)格的Φ3.0×llm水煤漿專用球曆機(jī),需用8規(guī)格的球磨機(jī),促進(jìn)我國水煤漿專用設(shè)備的大型化臺。然而,南海水煤漿廠的工業(yè)場地非常有限,不可能布制漿原料煤來白穩(wěn)定劑干粉清水碼頭卸船抓斗Ql-0.165分散劑原液Q1=2491675Ql=18500w=066002=0.665Q2=167335W=00000W=81.8340Q2=08325d=10000d=6716受煤斗w203份散劑溶液閿[滴水】穩(wěn)定劑溶液粗粒異物Ql=55500Ql=0.8325Q2=0.8325W=47175w606494W-0660轉(zhuǎn)載點(diǎn)d=1500d=2000穩(wěn)定性處理Q1=4950Q1=250.0000Q2=1675000T煤搬|W4245d=15.00球磨機(jī)W=0.4718d=1500高剪切處理Ql=248612破碎機(jī)Q2=167250381.5287d6727粗渣,回干煤棚一篩分除渣Q1=250.000緩沖倉Q2=1675000W=82.5000d=67.00周漿緩沖槽定量給料機(jī)儲漿罐不合格漿Ql=182.9681攪拌桶Q2=1665010w=164671d=91.00室外廢漿池裝船去電廠裝車外銷圖1制漿生產(chǎn)工藝流程框圖2.1球磨機(jī)選型計(jì)算漿專用球曆機(jī)選型的依據(jù)。采用由中國礦業(yè)大學(xué)(北京)張榮曾教授開發(fā)的制漿用計(jì)算依據(jù):山東省兗州、棗莊、新汶、淄博等礦區(qū)有連續(xù)曆機(jī)工藝參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件”進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算2],初關(guān)水洗精煤的可磨性指數(shù)(HCI)范圍,分別按56、62、65步確定磨機(jī)的規(guī)格和運(yùn)行參數(shù)、磨礦制漿主要工藝參數(shù)、進(jìn)行計(jì)算;入磨原料煤粒度組成資料,參考勝利油田水煤磨礦功耗、磨礦產(chǎn)品的粒度分布等主要預(yù)測指標(biāo),作為制漿廠生產(chǎn)調(diào)試原料煤破碎產(chǎn)品粒度篩分?jǐn)M合資料,見表2。表2勝利油田水煤漿廠原料煤破碎產(chǎn)品粒度篩分?jǐn)M合結(jié)果粒度μ60000010003000150.075.058038013.02.4本級/%6.7719.314.5210.209.593.78累計(jì)/%96.7389.9645.8933.8224.221.291393.78磨礦濃度設(shè)定為67%,磨礦產(chǎn)品的粒度上限為300um,Φ3.5×13m磨機(jī)制漿能力:56.2~64.4t/h平均粒度控制在40~45μm。Φ3.8×12m磨機(jī)制漿能力:68.5-78.5t/h。根據(jù)上述條件,對估計(jì)可選用的Φ3.5×13m和Φ3.8中國煤化工選擇5臺43.5×13m或12m水煤漿專用球磨機(jī)分別進(jìn)行高濃度磨礦制漿優(yōu)化計(jì)4臺CNMH即可滿足要求。算,計(jì)算的主要結(jié)果如表3所示。2.2球磨機(jī)選型按上述計(jì)算依據(jù)和所要求的產(chǎn)品粒度條件下,計(jì)算結(jié)鑒于南海潔能燃料有限公司所提供的場地相對狹窄果表明應(yīng)盡可能設(shè)置較少的制漿生產(chǎn)系列來滿足生產(chǎn)的需要,同23設(shè)計(jì)技術(shù)煤炭工程2006年第11期時(shí)兼顧曆機(jī)價(jià)格、廠房布置、生產(chǎn)管理等綜合因素,確定從生產(chǎn)的可靠性和對用戶連續(xù)供漿的角度考慮,制漿系統(tǒng)全廠設(shè)置4個(gè)制漿生產(chǎn)系列,即選擇4臺Φ3.8×12m水煤設(shè)4個(gè)系列在調(diào)整生產(chǎn)能力方面也較為靈活。球磨機(jī)的主漿專用球磨機(jī),一期工程先上2臺,形成兩個(gè)生產(chǎn)系要技術(shù)性能參數(shù)見表4表3制漿曆機(jī)規(guī)格選型優(yōu)化計(jì)算主要結(jié)果計(jì)算項(xiàng)目名稱D3.5×13m陋機(jī)Φ3.8×12m屠機(jī)可磨性指數(shù)HGI65曆礦濃度/%磨機(jī)轉(zhuǎn)速/r:p:m曆機(jī)轉(zhuǎn)速率/%71.16052親裝球量裝介率/%35.14651運(yùn)行功率/kW主電機(jī)功率/kW功指數(shù)11,1593310.172159,7440211.1593310.172159,74402優(yōu)化次數(shù)/次標(biāo)準(zhǔn)差/%0.3374150.1858610.2502280.1891260,2047800.199373處理量/th6.19568.50378.453其中:磨煤量·h-137,65152.564化噸漿功耗/kWh35.4048.1630.9134.797130.38計(jì)噸煤功耗/kWh52.8351.947.33算產(chǎn)品平均粒度μ43.418443.4184結(jié)產(chǎn)品中-75μ/%82.5982.59產(chǎn)品粒度上限產(chǎn)品比表面積m2(cc)產(chǎn)品堆積效率/%72.16全廠需用臺數(shù)/臺表4Φ3.8×12m水煤漿專用球磨機(jī)主要技術(shù)性能參數(shù)項(xiàng)目名稱磨機(jī)類型傳動(dòng)方式有效容積/m3主電機(jī)功率kW筒體轉(zhuǎn)速/rmin最大裝球量/t單邊雙點(diǎn)性能參數(shù)濕式格子型18,516,40嚙合傳動(dòng)2.3球磨機(jī)的可靠性中空軸及軸瓦結(jié)構(gòu),提高了筒體的剛性和承載能力及整機(jī)水煤漿專用球磨機(jī)與傳統(tǒng)球磨機(jī)管磨機(jī))的機(jī)械傳動(dòng)使用壽命,從而提高了整機(jī)運(yùn)行的綜合效率。同時(shí),與同結(jié)構(gòu)相同。雖然Φ3.8×12m水煤漿專用球磨杋在國內(nèi)尚未規(guī)格采用中空軸及軸瓦結(jié)構(gòu)的陋機(jī)相比,由于縮短了整機(jī)投入使用,但43.8乃至44.0、Φ4.2、Φ4.6m等球磨機(jī)的長度,可節(jié)省廠房空間約20%。(管磨機(jī))在我國已有成熟的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和配套能力。大型綜上所述,Φ3.8×12m水煤漿專用球磨機(jī)具有與我國磨機(jī)配套的關(guān)鍵在于主減速器,國內(nèi)主要的生產(chǎn)廠家如洛一般大型球磨機(jī)〔管磨機(jī))相同的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),可以確保運(yùn)行陽重齒公司、南高齒等都已形成了傳遞功率800~4500kW安全可靠邊緣傳動(dòng)減速器系列。3投料試生產(chǎn)Φ3.8×12m水煤漿專用球磨機(jī)采用的多點(diǎn)嚙合邊綠傳動(dòng)減速器,具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、工藝先進(jìn)、體積小、重量南海潔能燃料有限公司水煤漿廠一期工程,在經(jīng)過了輕、運(yùn)行可靠、維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn),還提高了齒輪嚙合時(shí)單機(jī)空載、聯(lián)動(dòng)空載和聯(lián)動(dòng)帶水等試運(yùn)轉(zhuǎn)以及對試車中暴的接觸精度,從而提高了整機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性和承載能力,露的I中國煤化工午7月8日開始進(jìn)行帶負(fù)荷已廣泛應(yīng)用于大型唐機(jī)上。制漿批質(zhì)量基本合格的水煤與磨機(jī)配套的2500~5000kW等大型異步電機(jī),國內(nèi)也漿。CNMHG聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)調(diào)試方案,根有多家企業(yè)如沈陽電機(jī)廠、蘭州電機(jī)廠等進(jìn)行配套據(jù)中國礦業(yè)大敩北京)對Φ3.8×12m磨機(jī)磨礦制漿的計(jì)算Φ3.8×12m水煤漿專用球磨機(jī)還采用了目前大型磨機(jī)杋預(yù)測結(jié)果,先后進(jìn)行了磨杋在13和2/3球荷條件下不廣泛采用的直接支撐筒體的滑履軸承,取消了傳統(tǒng)磨機(jī)的同工藝參數(shù)(生產(chǎn)量、加藥量、磨礦濃度等)的調(diào)試運(yùn)行,206年第11期煤炭工程設(shè)計(jì)技術(shù)結(jié)合對水煤漿產(chǎn)品的質(zhì)量要求,探索最佳的運(yùn)行工藝參數(shù)。75μm含量>80%的要求下,磨機(jī)的制漿生產(chǎn)能力可以達(dá)到考慮到本次調(diào)試中生產(chǎn)的水煤漿,為配合發(fā)電一廠的生產(chǎn)58t/h以上,超過了計(jì)算機(jī)預(yù)測的54h能力調(diào)試,儲存期可能較長,因此水煤漿產(chǎn)品的平均粒度適當(dāng)3)曆機(jī)在1乃3與2/3球荷下,所獲得排料漿的質(zhì)量相控制得細(xì)一些,以利于提高水煤漿旳穩(wěn)定性。曆礦制漿生近,都達(dá)到了設(shè)計(jì)規(guī)定的指標(biāo),相比之下后者略優(yōu)于前者。產(chǎn)調(diào)試的綜合結(jié)果見表5。4)由于磨礦產(chǎn)品的平均粒度有意識控制得細(xì)一些,分調(diào)試結(jié)果表明:散劑用量略偏大,一般達(dá)到0.55%。投入正常生產(chǎn)后平均1)磨機(jī)在1/3球荷、磨礦產(chǎn)品平均粒度40μm粒度應(yīng)控制在40-45μm,分散劑用量預(yù)計(jì)可以減少到75m含量>80%的要求下,磨機(jī)的制漿生產(chǎn)能力可以達(dá)到0.50%以下。32th以上,達(dá)到或超過計(jì)算機(jī)預(yù)測的34t/h能力5)在調(diào)試期間,曆機(jī)設(shè)備運(yùn)行正常、平穩(wěn),噪音明顯2)曆機(jī)在2/③3球荷、曆礦產(chǎn)品平均粒度40μm、-低于Φ3.0m以下曆機(jī)。表5磨礦制漿生產(chǎn)調(diào)試綜合表曆機(jī)運(yùn)行時(shí)間設(shè)定產(chǎn)磨機(jī)排料分散劑日期編號時(shí):分量t/h平均濃度/%平均粘度/mPas-75um/%平均粒徑μm+300um/%用量/%1369rrrr2:0168.440.45104:010888880067.1481.6841.100.508:043140.780.025013:2466.8183.1436.291867.3484.2434.360.04221266.040.0139.350.5566.7638.350.550.5566.8567.0782,6410.552.35結(jié)語南海水煤漿廠一期工程的建成投產(chǎn),表明國產(chǎn)水煤漿南海潔能燃料有限公司1.5M/a水煤漿廠自2003年11專用設(shè)備的設(shè)計(jì)、研發(fā)、制造達(dá)到了一個(gè)新水平,標(biāo)志著月26日破土動(dòng)工,到205年7月26日一期工程設(shè)備聯(lián)動(dòng)我國水煤漿廠向大型化發(fā)展邁上了一個(gè)新臺階。調(diào)試結(jié)束,歷時(shí)1年8個(gè)月。目前,兩個(gè)系列曆機(jī)2/3球參考文獻(xiàn)荷)具備同時(shí)連續(xù)生產(chǎn)、處理量達(dá)114-120u/h的生產(chǎn)能力。調(diào)試期間已制備水煤漿660t,產(chǎn)品的各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)均[1]周大地.2020中國可持續(xù)能源前景[M]北京∶中國環(huán)境達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定。曆機(jī)在2/3球荷下,再經(jīng)過一段時(shí)間的磨科學(xué)出版社,2003合試運(yùn)行,即可進(jìn)行100%球荷運(yùn)行。屆時(shí),調(diào)整工作制度[2]張榮曾.水煤漿制漿技術(shù)[M1北京:科學(xué)出版社,199后,單系列生產(chǎn)0.5Mta水煤漿的目標(biāo)一定能實(shí)現(xiàn)。責(zé)任編輯李振濤、A、、m③、m、的、的、的、A的③、、的、※信息資訊·建設(shè)信息※煤某炭關(guān)稅調(diào)整有助,「中國煤化工財(cái)政部岀臺新的煤炭及相關(guān)產(chǎn)品出口稅收調(diào)整政策。我國將從1CNMH④品暫定關(guān)稅稅率。其中,成品油、煤炭、氧化鋁等產(chǎn)品旳進(jìn)口稅率由3%~5%降為θ%~3%;另一方面,原油、煤炭和焦炭等產(chǎn)品將加征5%的出口關(guān)稅。有關(guān)人士近日在接受《中國產(chǎn)經(jīng)新聞》記者采訪時(shí)表示,此次調(diào)整有利于促進(jìn)煤炭行業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級,提高煤炭自主供應(yīng)能力,優(yōu)化資源配置等,因而具有積極意義。[本刊記者]25